Znaleźliśmy cukier w kosmosie.
Ale to nie jest biały granulowany cukier, który trzymasz w kuchennej szafce. To jest erytruloza. Cukier czterowęglowy. Znajduje się w obłoku molekularnym w pobliżu centrum Drogi Mlecznej, w specyficznym obszarze G+0,693-0,027.
To zmienia nasze rozumienie początku życia.
Cukry tworzą szkielet DNA i RNA. Bez nich cząsteczki te po prostu nie są w stanie utrzymać swojej struktury. Jednakże w naszej obecnej teorii istnieje luka. Eksperymenty laboratoryjne pokazują, że wczesna Ziemia nie wytwarzała samodzielnie wystarczającej ilości cukru, aby zasilić życie. Skąd on się wziął?
Meteoryty dały nam już wskazówki. W materiałach asteroid odkryto rybozę i glukozę. Wskazywało to, że surowiec powstał w starożytnej chmurze, która dała początek naszemu Układowi Słonecznemu. Jednak do tej pory nigdy nie obserwowaliśmy cukru bezpośrednio w przestrzeni międzygwiazdowej.
Teraz to zrobiliśmy.
Jak naukowcy odkryli międzygwiazdową erytrulozę
Zespół naukowców nie działał przypadkowo. „Wsłuchiwali się” w przestrzeń.
Korzystając z 40-metrowego radioteleskopu Ibes i 34-metrowego teleskopu IRAM, naukowcy przeskanowali niebo w poszukiwaniu linii widmowych. To chemiczne odciski palców. Światło pochłonięte przez cząsteczki pozostawia niepowtarzalny wzór.
Znaleziono dwanaście konkretnych linii. Idealnie pasowały do laboratoryjnego spektrum erytrulozy.
Oto dlaczego jest to ważne dla wszystkich zainteresowanych wykrywaniem erytrulozy w przestrzeni międzygwiazdowej :
To jest ketoza. Konkretnie jedyny mający cztery atomy węgla.
Jego stężenie jest co najmniej ośmiokrotnie wyższe niż w przypadku porównywalnych cukrów trójwęglowych.
* A tych samych cukrów trójwęglowych w ogóle tam nie było.
Główny autor badania, Isacoupen Jimenez-Serra z centrum badawczego CAB, przyznaje, że fakt ten był dla nich zaskoczeniem. Standardową zasadą w astrochemii jest to, że cząsteczki rosną poprzez dodanie jednego atomu węgla na raz. Konsekwentnie. Krok po kroku.
Erytruloza przełamuje ten schemat. Wyglądało na większą konstrukcję, niż się spodziewano.
Eksperymenty przeprowadzone wspólnie z kolegami z Uniwersytetu w Estremadurze i Uniwersytetu Radboud pokazały mechanizm tego procesu. Proste dwuwęglowe alkohole i aldehydy mieszają się w lodzie międzygwiazdowym. „Przygotowują się”. I powstaje erytruloza.
Nie ma tu żadnej magii. To jest chemia. Zimna, mroczna i skuteczna chemia.
Gdzie ten cukier pasuje do obrazu pochodzenia życia?
Po co szukać cukru w kosmosie?
Ponieważ Ziemia była atakowana. Między 4,1 a 3,8 miliarda lat temu planetę nawiedziło późne ciężkie bombardowanie. Skały. Lód. Komety. Wszystko to uderzyło w naszą planetę z dużą prędkością.
Badania te sugerują, że uderzenia te dostarczyły na Ziemię coś więcej niż tylko wodę. Przynieśli cukier.
Naukowcy obliczyli zawartość erytrulozy w tej chmurze. Ekstrapolując te dane na okres bombardowań, naukowcy odkryli, że Ziemia mogła otrzymać od 500 000 ton do 50 milionów ton erytrulozy.
To ogromna ilość cukru dla młodej planety, która próbowała stworzyć komórki.
Zapewnia to alternatywną linię zaopatrzenia. Zamiast czekać, aż Ziemia sama zsyntetyzuje swoje prekursory, być może Wszechświat sam je dostarczył. Jest to interesujące dla osób poszukujących informacji o tym, w jaki sposób cząsteczki międzygwiazdowe przyczyniły się do rozwoju chemii przedabiotycznej na Ziemi.
Carlos Brones, współautor artykułu, postrzega to jako otwarcie drzwi. Jeśli jest tam erytruloza, może być tam również ryboza. Ryboza jest kluczowym składnikiem RNA.
„Odkrycie erytrulozy otwiera możliwość znalezienia innych cząsteczek ważnych dla powstania życia w kosmosie”.
Dlaczego to podważa poprzednie modele astrochemiczne
Konwencjonalna mądrość zakładała wzrost liniowy. Dodaj węgiel. Dodaj węgiel. Powtarzać.
To odkrycie sugeruje istnienie „obejść”. Cukry złożone można formować z prostych bloków dwuwęglowych, z pominięciem etapów pośrednich, które uznaliśmy za konieczne.
Podważa to pogląd, że wielkość cząsteczki w ośrodku międzygwiazdowym jest bezpośrednio skorelowana z czasem jej powstawania lub złożonością.
Dla tych, którzy zastanawiają się, które cukry częściej można znaleźć w meteorytach, a które w obłokach międzygwiazdowych, różnice stają się wyraźniejsze. Ryboza i glukoza znajdują się w meteorytach. W przestrzeni międzygwiazdowej – erytruloza. Rozkład nie jest przypadkowy. Odzwierciedla miejsca i warunki, w jakich cząsteczki te powstawały na długo przed uderzeniem w ciała stałe.
Co dalej w badaniach nad pochodzeniem życia
Artykuł ukazał się w czasopiśmie Nature Astronomy. Lista autorów jest długa i obejmuje wiele instytucji. Finansowanie pochodziło z grantu ERC OPENS. Praca jest fundamentalna i niezawodna.
Ale rodzi więcej pytań niż odpowiedzi.
Jeśli erytruloza jest tak powszechna, dlaczego ryboza jest tak rzadka na tych konkretnych skanach? Czy jest ukryte? Zniszczony? A może powstaje tylko w innych warunkach?
Może następnym razem odnajdziemy resztę „przepisu”.
Wszechświat nie jest pustą przestrzenią. To jest laboratorium. I przygotowywała składniki do życia, zanim jeszcze wzeszło słońce. Dopiero uczymy się rozpoznawać te smaki.
